Optimización del desempeño sísmico de una vivienda aporticada en el distrito de Ventanilla, mediante el uso de fibras de coco

Abstract

La alta vulnerabilidad sísmica de las viviendas autoconstruidas en el distrito de Ventanilla impulsa la búsqueda de soluciones para mejorar la resiliencia estructural. Esta investigación propone optimizar el desempeño sísmico de una estructura de vivienda mediante la incorporación de fibras de coco al concreto. El proyecto incluye la determinación de la dosis óptima de fibra de coco por peso de cemento, el modelado estructural en ETABS, el análisis estático y dinámico de acuerdo con la normativa peruana, y la comparación del comportamiento estructural antes y después de la adición de fibras. Se evaluaron cinco dosis (0%, 0.5%, 1.0%, 1.5% y 2.0%) y se identificó que la dosis óptima es del 1.5% con respecto al peso del cemento. Las pruebas de laboratorio revelaron incrementos del 17.09% en la resistencia a la compresión, del 15.29% en la resistencia a la tracción y del 6.78% en la resistencia a la flexión, en comparación con la mezcla estándar. Se utilizó el software ETABS para modelar el edificio con y sin la adición de fibras de coco. Posteriormente, se sometieron a las pruebas sísmicas indicadas por la normativa peruana. Tras realizar el análisis modal espectral con el programa ETABS, los porcentajes de mejora en las derivas del cuarto piso para los ejes X e Y fueron del 5.42% y 7.39%, respectivamente. Este trabajo contribuye a mejorar la seguridad de las viviendas y a fomentar la reutilización de residuos agrícolas en la construcción civil en zonas de alto riesgo sísmico como Ventanilla.

The high seismic vulnerability of self-built houses in the district of Ventanilla drives the search for solutions to improve structural. This research proposes optimizing the seismic performance of a framed housing structure by incorporating coconut fibers into the concrete. The project includes determining the optimal dosage of coconut fiber per weight of cement, structural modeling in ETABS, static and dynamic analysis in accordance with Peruvian regulations, and the comparison of structural behavior before and after the addition of fibers. Five dosages were evaluated (0%, 0.5%, 1.0%, 1.5% and 2.0%) and it was identified that the optimal dosage is 1.5% with respect to the weight of the cement. Laboratory tests revealed increases of 17.09% in compressive strength, 15.29% in tensile strength, and 6.78% in flexural strength compared to the standard mix. The software ETABS was used for modeling the building with and without the addition of coconut fibers. Then, they were tested with the seismic tests indicated by Peruvian regulations. After performing the spectral modal analysis in the ETABS program, the percentages of improvement in the fourth floor drifts for the X and Y axis were 5.42% and 7.39%, respectively. This work contributes to improve housing safety, and encouraging the reuse of agricultural waste in construction in high seismic risk areas like Ventanilla.